cs231n spring 2017 lecture11 Detection and Segmentation

1. Semantic Segmentation

　　把每个像素分类到某个语义。

　　为了减少运算量，会先降采样再升采样。降采样一般用池化层，升采样有各种“Unpooling”、“Transpose Convolution”（文献中也叫“Upconvolution”之类的其他名字）。

　　这个问题的训练数据的获得非常昂贵，因为需要一个像素一个像素的贴标签。

2. Classification + Localizatoin

　　一般用同一个网络，一方面得出分类，一方面得出Bounding box的位置和大小。

3. Object Detection

　　预先设定好要找哪些objects，一旦图片里发现，就框出来。Classification + Localizatoin一般是针对单个物体，而这里是针对多个物体。

　　Sliding window：计算量太大，舍弃。

　　Region Proposals：先找可能有物体的图片区域，然后一个个处理，在CPU上大概几秒的时间。这种方法在深度学习之前就出来了。

　　R-CNN：先找出region proposal，然后把region proposal调整成神经网络需要的大小，然后给神经网络计算，最后通过SVM分类。

　　　　　　训练很慢（84h），也非常耗内存。预测也很慢（47秒 VGG16）

　　Fast R-CNN：相比R-CNN快很多，训练（8.75h），预测（计算region proposal花2秒，神经网络预测花0.32秒）。

　　　　　　　　训练的时候把下图中的Linear + softmax和Linear加起来得到multi-task loss。

　　Faster R-CNN：用卷积层去预测region proposal。比Fast R-CNN更快，预测耗时0.2秒。

　　YOLO（Redmon et al., CVPR 2016）/SSD（Liu et al, "Single-Shot MultiBox Detecotr", ECCV 2016）：这两种方法没有用region proposal，更快，但是相对不那么准。Faster R-CNN更慢，但是更准。

　　Object Detection + Captioning （DenseCap， CVPR 2016）

4. Instance Segmentation

　　Semantic Segmentation和Object Detection的结合，找出多个物体，并且判断每个像素属于哪个分类。

　　Mask R-CNN （He et al., 2017），网络有两个分支，第一个执行Object Detection，第二个执行Semantic Segmentation。这个网络把之前的都融合起来，是集大成者，表现非常非常好。在Object Detection分支加入对人体关节的识别，还能识别人的pose。基于Faster R-CNN，接近real-time。